[發明專利]一種變壓器鐵芯剩磁的測量方法

有效

• 申請號: 201611050411.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106772152B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 趙丹丹;傅晨釗;林敏;李紅雷;黃華
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種變壓器鐵芯剩磁的測量方法，該方法包括以下步驟：1)獲取變壓器鐵芯的磁化曲線，該磁化曲線揭示空載電流的直流分量與鐵芯剩磁的關系；2)在變壓器繞組上加載380V交流試驗電壓，測量獲得空載電流；3)獲得所述空載電流的直流分量；4)根據所述磁化曲線和直流分量獲得鐵芯剩磁。與現有技術相比，本發明具有簡便可行等優點，能定量測定主變鐵芯的剩磁量，指導主變鐵芯剩磁的消磁方案的制定，評估消磁效果，為主變試驗和運行提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及變壓器試驗及運行領域，尤其是涉及一種變壓器鐵芯剩磁的測量方法。

背景技術

變壓器依靠電磁感應作用運行，以磁場作為耦合場。變壓器鐵芯一般選用磁導率較高的鐵磁材料，比如硅鋼片。鐵磁材料的磁導率是非線性的，其數值隨著磁場強度的變化而變化。鐵磁材料之所以有高導磁性能，是由于鐵磁材料內部存在著很多很小、有確定磁極性且具有很強磁化強度的磁疇，如圖1所示。在外界磁場作用下，磁疇沿外磁場方向重新有規則排列，從而實際產生的磁場要比非鐵磁材料中的磁場大得多。

磁疇的極化需要經歷一個過程，因此在磁化過程中，鐵磁材料中的磁感應強度B的變化滯后于外磁場強度H的變化，即磁滯現象。在交變外磁場下，鐵芯磁感應強度B隨著外磁場強度H的變化曲線成為磁滯回線。用不同的Bm值可測出不同的磁滯回線，將所有磁滯回線在第I象限的頂點連接起來，得到的磁化曲線叫做基本磁化曲線，如圖2所示。由于大多數鐵磁材料的磁滯回線都很窄，因此，在工程應用中，可用基本磁化曲線代替磁滯回線解決問題，其誤差為工程所允許。

變壓器切斷電源以后，在鐵芯中保留的磁鏈稱為剩磁。剩磁會增大主變合閘時的勵磁涌流，增大勵磁電流中的諧波，增加變壓器功耗，還可能引起繼電保護誤動作，對主變的運行造成不利影響，同時，剩磁還可能使后續試驗結果異常。

剩磁的產生途徑主要是直流電阻試驗，其剩磁的多少取決于變壓器繞組通過的直流電流強度和時間。在變壓器直阻試驗中，為提高測量精度、縮短測量時間，通常用大電流測試儀器，超過勵磁電流，使鐵芯飽和，會產生嚴重剩磁。另外，在空載變壓器分閘時也會產生剩磁，但目前主變鐵芯均采用軟磁材料，剩磁量較少，相應危害也比較小。

為了保證后續試驗的準確和主變運行安全，要求做過直流電阻試驗之后對主變進行消磁，但消磁效果無法檢查。后續低電壓空載試驗中，常出現試驗結果常與出廠試驗不一致的情況，不能真實反映變壓器內部狀態。需要現場進行二次消磁，增加試驗工作量和工作時間。另外，在超高壓主變合閘試驗中，也出現過由于鐵芯剩磁的影響，導致主變勵磁涌流過大，觸發主變重瓦斯保護動作的事情發生。

綜上可知，主變剩磁量的測量技術對主變試驗和安全運行有著重要意義。綜合目前國內外研究現狀，目前對于主變剩磁的研究集中消磁技術，對于剩磁的測量涉及較少。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡便可行的變壓器鐵芯剩磁的測量方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種變壓器鐵芯剩磁的測量方法，該方法包括以下步驟：

1)獲取變壓器鐵芯的磁化曲線，該磁化曲線揭示空載電流的直流分量與鐵芯剩磁的關系；

2)在變壓器繞組上加載380V交流試驗電壓，測量獲得空載電流；

3)獲得所述空載電流的直流分量；

4)根據所述磁化曲線和直流分量獲得鐵芯剩磁。

所述變壓器鐵芯的磁化曲線由主變空載特性曲線轉換而成。

將主變空載特性曲線轉換為變壓器鐵芯的磁化曲線時，設定如下假設：

a)忽略鐵芯中的磁滯和渦流損耗；

b)忽略繞組電阻；